一种用于平面涡流传感器的激励线圈的制作方法

本发明属于无损检测技术领域，尤其涉及一种用于平面涡流传感器的激励线圈。

背景技术：

柔性平面涡流传感器及其检测系统是一种具有前景的平面涡流传感器，其优势在于可变性，一方面在检测时可以根据零件表面形状的变化而变化，另一方面可以将传感器的形状设计成被测零件表面相似的形状，以最大程度的降低提离效应。目前，设计平面涡流传感器时主要采用直线、圆、矩形、平行四边形等简单几何图形及其组合，以上图形构成的激励线圈由于在被测件中感应出涡流方向单一，使得特殊方向裂纹存在漏检的可能性很大。因此，需要一种激励线圈，能够在金属表面局部区域感应出涡流分布在更多方向上，以提高涡流传感器不同方向裂纹的检出能力。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种用于平面涡流传感器的激励线圈，能够有效提高平面传感器对裂纹检出能力。

一种用于平面涡流传感器的激励线圈，所述激励线圈的形状为环状分形曲线，其中，所述环状分形曲线的生成方法包括以下步骤：

s1：在初始圆内执行至少两阶迭代操作，得到分形图形，其中迭代操作具体为：

在上一级圆中设置m个下一级圆，其中，m个下一级圆与上一级圆均相切，且相邻的同一级圆之间也相切，m＝4k-2，k为正整数，第一级圆的上一级圆为初始圆，同时，当执行两阶以上的迭代操作时，在下一级圆与上一级圆的切点中，至少有2个切点重合于上一级圆与再上一级圆的切点，相邻两级的圆的半径比例相同；

s2：将所述分形图形中最末级圆的外侧包络线作为用于平面涡流传感器的环状分形曲线。

有益效果：

本发明提供一种用于平面涡流传感器的激励线圈，激励线圈的形状为环状分形曲线，其中，采用本发明获取的环状分形曲线设计平面涡流传感器的激励线圈时，由于环状分形曲线的激励线圈具有自相似特点，使其在金属表面产生的涡流在局部区域分布在更多方向上，增加了涡流与裂纹相互作用的几率和强度，从而有效提高平面传感器对裂纹检出能力。

附图说明

图1为本发明提供的初始圆示意图；

图2为本发明提供的在初始圆中设置两个第一级圆的示意图；

图3为本发明提供的在第二级圆中再设置两个第三级圆的示意图；

图4为本发明提供的相邻三级圆中需要重合的切点示意图；

图5为本发明提供的图4的局部放大示意图；

图6为本发明提供的m＝2条件下的七阶迭代操作对应的分形图形示意图；

图7为本发明提供的在初始圆中设置六个第一级圆的示意图；

图8为本发明提供的m＝6条件下的四阶迭代操作对应的分形图形示意图；

图9为本发明提供的m＝6条件下的四阶迭代操作对应的环状分形曲线示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

下面以k＝1，m＝2为例，对本发明提供的一种用于平面涡流传感器的激励线圈进行详细说明，具体包括以下步骤：

参见图1，该图为本实施例提供的初始圆示意图；在初始圆内执行七阶迭代操作，得到分形图形，其中第一阶迭代操作具体为：

在初始圆中设置两个第一级圆，其中，两个第一级圆均与初始圆相切，且两个相邻的第一级圆之间也相切，如图2所示；

第二阶迭代操作具体为：

在第二级圆中再设置两个第三级圆，如图3所示，其中，两个第三级圆均与第一级圆相切，且第二级圆与第一级圆的切点中，至少有两个切点重合于第一级圆与初始圆的切点，具体可以参见图4的箭头指示，其中，图5为图4中灰色部分的局部放大示意图；此外，第二级圆与第一级圆的半径比例，与第一级圆与初始圆的半径比例相同；

以此类推，在第二级圆内设置第三级圆，在第三级圆内设置第四级圆，直到完成七阶迭代操作，得到m＝2条件下的七阶迭代操作对应的分形图形，如图6所示；

将所述分形图形中最后一级圆的外侧包络线作为用于平面涡流传感器的环状分形曲线。

实施例二

下面以k＝2，m＝6为例，对本发明提供的一种用于平面涡流传感器的激励线圈进行详细说明，具体包括以下步骤：

在初始圆内执行四阶迭代操作，得到分形图形，其中第一阶迭代操作具体为：

在初始圆中设置六个第一级圆，其中，六个第一级圆均与初始圆相切，且两两相邻的第一级圆之间也相切，如图7所示；

第二阶迭代操作具体为：

在第二级圆中再设置六个第三级圆，其中，六个第三级圆均与第一级圆相切，且第二级圆与第一级圆的切点中，至少有两个切点重合于第一级圆与初始圆的切点；此外，第二级圆与第一级圆的半径比例，与第一级圆与初始圆的半径比例相同；

以此类推，在第二级圆内设置第三级圆，在第三级圆内设置第四级圆，完成四阶迭代操作，得到m＝6条件下的四阶迭代操作对应的分形图形，如图8所示；

将所述分形图形中最后一级圆的外侧包络线作为用于平面涡流传感器的环状分形曲线，如图9所示。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当然可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种用于平面涡流传感器的激励线圈，激励线圈的形状为环状分形曲线，其中，采用本发明获取的环状分形曲线设计平面涡流传感器的激励线圈时，由于环状分形曲线的激励线圈具有自相似特点，使其在金属表面产生的涡流在局部区域分布在更多方向上，增加了涡流与裂纹相互作用的几率和强度，从而有效提高平面传感器对裂纹检出能力。

技术研发人员：陈国龙;宋致博;王慷;申涛
受保护的技术使用者：兰州理工大学
技术研发日：2019.03.07
技术公布日：2019.06.14